Nhân giống cây quý hiếm để bảo tồn có bốn con đường chính: gieo hạt, giâm hom, ghép hoặc chiết, và nuôi cấy mô. Với mục tiêu bảo tồn, gieo hạt từ nhiều cây mẹ thường được ưu tiên vì giữ được đa dạng di truyền; các phương pháp nhân vô tính như hom, ghép, nuôi cấy mô hữu ích khi loài khó ra hạt hoặc hạt khó nảy mầm, nhưng phải dùng cẩn thận để không tạo ra hàng nghìn cây giống hệt nhau.
Nhân giống để bán cây và nhân giống để bảo tồn nghe giống nhau nhưng mục tiêu ngược nhau. Người bán muốn cây đồng đều, lớn nhanh, đẹp; người làm bảo tồn muốn cây khác nhau, mang đủ biến dị của quần thể gốc. Bài này giải thích từng phương pháp ở mức nguyên lý, ưu nhược điểm khi dùng cho bảo tồn, và những sai lầm hay gặp. Đây không phải cẩm nang kỹ thuật vườn ươm chi tiết.
Vì sao cây quý thường khó nhân giống
Nhiều loài trở nên hiếm một phần chính vì chúng sinh sản chậm. Có loài gỗ phải vài chục năm mới ra hoa lần đầu, sau đó không ra hoa đều mỗi năm mà theo chu kỳ vài năm một lần sai quả. Có loài hoa cần một loài côn trùng thụ phấn riêng, khi côn trùng ấy vắng thì cây ra hoa mà không đậu quả. Có loài quả bị chim, sóc ăn gần hết trước khi chín.
Ở khâu hạt, nhiều loài có hạt ngủ: hạt chín nhưng không nảy mầm ngay, phải qua một thời gian hoặc một điều kiện nhất định. Hạt vỏ cứng của nhiều cây họ Đậu cần vỏ bị mài mòn hoặc gặp nước ấm mới hút nước; hạt có phôi chưa phát triển đầy đủ cần thời gian chín sau. Ngược lại, hạt khó bảo quản của nhiều cây họ Dầu nảy mầm gần như ngay khi rụng và chết nhanh nếu để khô — phải gieo trong vài ngày đến vài tuần.
Ở khâu cây con, nhiều loài cây gỗ rừng ẩm cần bóng che lúc nhỏ, chết cháy nếu đưa ra nắng sớm. Lan và một số cây thuốc phụ thuộc nấm cộng sinh. Các loài núi cao chịu nóng kém, đưa xuống vườn ươm đồng bằng thì còi cọc. Mỗi loài là một bài toán, và quy trình cho loài này hiếm khi dùng nguyên được cho loài khác.
Bốn con đường nhân giống nhìn từ góc bảo tồn
Bảng so sánh dưới đây xét các phương pháp theo tiêu chí của người làm bảo tồn, không theo tiêu chí năng suất thương mại.
| Phương pháp | Đa dạng di truyền | Khi nào phù hợp | Rủi ro chính |
|---|---|---|---|
| Gieo hạt | Cao, nếu thu từ nhiều cây mẹ | Loài ra hạt đủ, hạt nảy mầm được | Hạt từ ít cây mẹ hoặc từ vườn lai tạp |
| Giâm hom | Bằng đúng số cây mẹ lấy hom | Loài ít hạt, cần nhân nhanh từ cây mẹ quý | Nhân bản một vài cá thể thành quá nhiều cây |
| Ghép, chiết | Bằng số cây mẹ lấy cành | Giữ nguồn gen của cây già sắp chết, cây khó ra rễ | Cây ghép phụ thuộc gốc ghép; ít dùng cho trồng rừng |
| Nuôi cấy mô | Rất thấp nếu từ một mẫu | Loài cực hiếm, hạt rất khó nảy mầm, lan | Hàng nghìn cây giống hệt; biến dị do nuôi cấy; chi phí phòng thí nghiệm |
Điểm chung: với các phương pháp vô tính, đa dạng di truyền của lô cây con không bao giờ vượt quá số cây mẹ lấy mẫu. Một nghìn cây hom từ ba cây mẹ vẫn chỉ là ba cá thể di truyền.
Gieo hạt: cách tự nhiên nhất, nhưng phải thu hạt đúng cách
Gieo hạt là cách được các chương trình phục hồi ưu tiên vì mỗi hạt là một tổ hợp gen mới. Điều kiện là hạt phải thu từ nhiều cây mẹ, càng cách xa nhau trong quần thể càng tốt, để tránh lấy toàn hạt của những cây có họ hàng gần. Hạt từ mỗi cây mẹ được ghi riêng, gieo riêng, rồi trộn có tính toán khi đem trồng.
Khâu xử lý hạt tuỳ kiểu hạt. Với hạt vỏ cứng, người ta làm mỏng vỏ hoặc ngâm nước ấm để hạt hút nước; với hạt ngủ, có khi cần ủ ẩm ở nhiệt độ nhất định trong một thời gian; với hạt khó bảo quản thì ngược lại, phải gieo nhanh, giữ ẩm liên tục từ lúc thu đến lúc gieo. Mỗi loài cây quý được nghiên cứu nhân giống ở Việt Nam thường có báo cáo khoa học riêng về cách xử lý hạt phù hợp.
Một chi tiết hay bị bỏ qua là chọn lọc vô ý ở vườn ươm. Vườn ươm thường giữ cây con khoẻ, lớn nhanh và loại cây còi. Với cây trồng sản xuất, đó là chọn giống; với cây bảo tồn, việc loại bỏ có hệ thống những cây lớn chậm có thể làm mất những biến dị có ích cho thích nghi lâu dài, ví dụ khả năng chịu hạn hay chịu bóng. Vườn ươm bảo tồn thường giữ cả những cây không đẹp nhất.
Giâm hom, ghép và chiết: cứu nguồn gen của những cây mẹ quý
Giâm hom là cắt một đoạn cành, xử lý chất kích thích ra rễ và cắm vào giá thể giữ ẩm cho tới khi ra rễ. Nhiều loài cây gỗ bản địa ở Việt Nam đã có nghiên cứu giâm hom, với tỷ lệ ra rễ thay đổi rất lớn theo loài, theo tuổi cây mẹ và theo mùa lấy hom. Cành từ cây non, chồi gốc thường ra rễ dễ hơn cành trên tán cây già.
Phương pháp này đặc biệt hữu ích khi một quần thể chỉ còn vài cây mẹ già không ra hạt, hoặc khi một cây cổ thụ có giá trị đặc biệt đang suy yếu. Nhân hom từ chính cây đó là cách giữ lại nguồn gen của nó trước khi quá muộn. Ghép cành lên gốc ghép cùng loài hoặc loài gần, và chiết cành ngay trên cây mẹ, là những phương án khác cho cây khó ra rễ.
Rủi ro nằm ở chỗ quá dễ làm. Khi đã có quy trình giâm hom tốt, rất hấp dẫn để nhân thật nhiều cây từ một hai cây mẹ khoẻ nhất. Kết quả là hàng nghìn cây giống hệt nhau, đem trồng thành một khu "phục hồi" mà thực chất là một quần thể nghèo di truyền, dễ bị một loại sâu bệnh quét sạch. Hướng dẫn bảo tồn thường yêu cầu giới hạn số cây hom từ mỗi cây mẹ và ghi rõ dòng vô tính của từng cây con.
Nuôi cấy mô: công cụ mạnh cho loài cực hiếm, nhưng không phải lời giải cho mọi loài
Nuôi cấy mô, hay vi nhân giống, là lấy một mảnh mô nhỏ — đỉnh chồi, mắt ngủ, phôi hạt — khử trùng rồi nuôi trên môi trường dinh dưỡng vô trùng có chất điều hoà sinh trưởng. Mô tạo chồi, chồi được nhân lên nhiều lần, sau đó tạo rễ và đưa ra vườn ươm để thích nghi dần với điều kiện bên ngoài. Từ một mẫu ban đầu có thể tạo ra số cây rất lớn.
Ở Việt Nam, các viện và trường đại học về sinh học đã công bố nhiều nghiên cứu nuôi cấy mô cho cây quý: các loài lan hài, lan kim tuyến, sâm Ngọc Linh, một số cây thuốc và cây gỗ. Với lan, nuôi cấy hạt trong môi trường vô trùng có thể thay vai trò của nấm cộng sinh ở giai đoạn nảy mầm, nhờ đó tạo được cây con từ những quả lan có hàng vạn hạt li ti mà ngoài tự nhiên gần như không hạt nào sống.
Giới hạn của nuôi cấy mô là chi phí và đa dạng di truyền. Phòng thí nghiệm vô trùng, hoá chất, điện và nhân lực tay nghề cao làm giá mỗi cây con đắt hơn nhiều so với gieo hạt. Nếu nhân từ một hai mẫu, sản phẩm là một dòng vô tính. Nuôi cấy lâu cũng có thể gây biến dị di truyền không mong muốn. Vì vậy trong bảo tồn, nuôi cấy mô được dùng có chủ đích: cho loài không còn cách nào khác, hoặc để nhân nhanh từ nhiều mẫu khác nhau rồi trồng phối hợp.
Nhân giống cây quý và nguồn gốc hợp pháp
Mẫu ban đầu phải có nguồn gốc rõ. Hạt, hom, mô của loài thuộc danh mục quản lý lấy từ rừng tự nhiên cần được phép; cây mẹ trong vườn cũng cần chứng minh được nguồn gốc. Nguyên lý pháp lý có ở danh mục pháp lý của trang.
Ghi chép theo từng lô. Mỗi lô cây con nên có hồ sơ: nguồn mẫu, phương pháp, số cây mẹ, ngày nhân. Hồ sơ này vừa phục vụ quản lý pháp lý vừa là dữ liệu di truyền cho bảo tồn.
Nhân giống thương mại có thể giảm sức ép lên rừng. Khi một loài cây thuốc hay cây gỗ quý được trồng rộng rãi từ nguồn giống hợp pháp, nhu cầu khai thác cây hoang dã có thể giảm. Nhưng điều này chỉ đúng nếu thị trường phân biệt được hàng trồng với hàng rừng; nếu không, hàng trồng có thể thành vỏ bọc hợp thức hoá hàng khai thác trái phép.
Không thả cây giống bừa vào rừng. Trồng cây nhân giống vào rừng tự nhiên, nhất là rừng đặc dụng, là một can thiệp sinh thái cần kế hoạch và sự cho phép. Cây không đúng nguồn gen địa phương có thể làm loãng quần thể gốc. Phần này được bàn trong bài về phục hồi quần thể.
Từ vườn ươm ra hiện trường: giai đoạn ít được để ý nhất
Nhiều chương trình nhân giống cây quý báo cáo tỷ lệ nảy mầm hay tỷ lệ ra rễ rất tốt, nhưng số cây sống sau hai ba năm ngoài hiện trường lại thấp hơn nhiều. Lý do là khoảng cách giữa điều kiện vườn ươm — tưới đều, che bóng, không cỏ dại, không gia súc — và điều kiện rừng thật.
Giai đoạn huấn luyện cây con trước khi trồng là cầu nối. Bóng che được giảm dần trong vài tuần đến vài tháng để lá cây quen với nắng; lượng tưới giảm dần để cây quen với khô hạn ngắn; cây được để trong bầu đủ lâu để bộ rễ phát triển nhưng không quá lâu đến mức rễ cuộn tròn trong bầu. Thời điểm trồng thường chọn đầu mùa mưa để cây có vài tháng ẩm ướt bén rễ trước mùa khô.
Sau khi trồng, cây con cần được chăm sóc ít nhất vài năm đầu: phát dây leo, làm cỏ quanh gốc, bảo vệ khỏi gia súc và lửa. Với cây quý, cây trồng còn phải được bảo vệ khỏi bị nhổ trộm. Đo đếm tỷ lệ sống và sinh trưởng định kỳ là cách duy nhất để biết quy trình nhân giống có thật sự thành công hay không — một bài học được nhắc lại trong bài về phục hồi quần thể.
Câu hỏi thường gặp
Phương pháp nhân giống nào tốt nhất cho bảo tồn cây quý?
Không có phương pháp tốt nhất cho mọi loài. Nếu loài ra hạt đủ và hạt nảy mầm được, gieo hạt thu từ nhiều cây mẹ thường được ưu tiên vì giữ đa dạng di truyền. Giâm hom, ghép, nuôi cấy mô dùng khi loài ít hạt, hạt khó nảy mầm hoặc cần cứu nguồn gen của vài cây mẹ cuối cùng.
Vì sao cây nhân bằng nuôi cấy mô không tốt cho phục hồi rừng?
Không phải là không tốt, mà là phải dùng đúng cách. Cây nuôi cấy mô từ một mẫu là các bản sao giống hệt nhau về di truyền, trồng nhiều sẽ tạo quần thể nghèo đa dạng, dễ bị sâu bệnh hoặc biến động môi trường xoá sạch. Cần nhân từ nhiều mẫu khác nhau và phối hợp với cây từ hạt.
Cây quý có hạt ngủ thì làm sao cho nảy mầm?
Tuỳ nguyên nhân ngủ. Hạt vỏ cứng thường được làm mỏng vỏ hoặc ngâm nước ấm; hạt có phôi chưa chín cần thời gian ủ; một số loài cần thay đổi nhiệt độ hoặc ánh sáng. Mỗi loài có quy trình riêng, thường được công bố trong các nghiên cứu nhân giống của viện lâm nghiệp và trường đại học.
Giâm hom có làm cây con kém hơn cây từ hạt không?
Cây hom thường không có rễ cọc như cây từ hạt, nên với một số loài gỗ lớn có thể kém vững khi trưởng thành. Ngoài ra cây hom mang tuổi sinh lý của cành mẹ nên có thể ra hoa sớm hơn. Với bảo tồn, vấn đề lớn hơn là đa dạng di truyền hạn chế, không phải sức khoẻ từng cây.
Nhân giống cây quý để bán có giúp bảo tồn không?
Có thể giúp nếu cây giống có nguồn gốc hợp pháp và thị trường phân biệt được hàng trồng với hàng khai thác từ rừng, nhờ đó giảm sức ép lên quần thể tự nhiên. Nếu không phân biệt được, hàng trồng có thể bị lợi dụng để hợp thức hoá cây và sản phẩm lấy trái phép từ rừng.
Có thể nhân giống một cây cổ thụ sắp chết để giữ lại nó không?
Thường có thể giữ lại nguồn gen của cây bằng giâm hom từ chồi non, ghép cành lên gốc ghép, hoặc nuôi cấy mô, tuỳ loài và tình trạng cây. Cây con mang cùng bộ gen nhưng là cây mới, không thay được giá trị lịch sử của cây cổ thụ. Việc này nên do cơ quan chuyên môn thực hiện.